Można śmiało powiedzieć, że epidemie to nic nadzwyczajnego w historii ludzkości i świata. Znane są od najdawniejszych czasów, zmieniały się tylko okoliczności i choroby, które je wywoływały. Epidemie doprowadzały do upadku imperiów, zmieniały kultury, wywoływały kryzysy gospodarcze, ale i doprowadziły do rozwoju medycyny.
Dawniej sądzono, że są karą za grzechy, zapowiedzianą przez kometę. Winą obarczyć należy jednak czynniki zakaźne, wirusy i bakterie, które mutując, wciąż stanowią nie lada wyzwanie. Mimo iż wiele z epidemii należy już do przeszłości, możemy się wiele nauczyć na ich przykładach.
Jak daleko sięga epidemia?
Wystąpienie choroby zakaźnej nie jest niczym nadzwyczajnym i początkowo nie wzbudza podejrzeń. Dopiero, gdy liczba zachorowań okazuje się być większa niż odnotowywano wcześniej, można mówić o epidemii. Epidemia obejmuje masowe zachorowania na ograniczonym obszarze, jeśli jednak choroba zakaźna znacznie rozprzestrzeni się, pojawiając się w różnych krajach, a nawet kontynentach, staje się pandemią.
Rozróżnienie tych dwóch terminów opiera się zatem o obszar występowania choroby zakaźnej, nie jej intensywność czy śmiertelność.
Niska śmiertelność zarażonych osób ułatwia rozprzestrzenianie się czynnika wywołującego chorobę (tzw. czynnika etiologicznego). Pandemii sprzyjają również długi okres utajenia choroby i niewielki dyskomfort osoby zarażonej (przebieg bezobjawowy), wysoka zaraźliwość oraz brak naturalnej odporności w populacji (choroba nie występowała w populacji nigdy wcześniej lub występowała tak dawno, że organizm nie miał z nią kontaktu).
Śledząc przebieg przeszłych epidemii zauważyć można, że większość z nich swój początek miało w Azji lub Afryce. Oba kontynenty cechują duże zagęszczenia ludności oraz niezwykle wysoki poziom migracji z obszarów wiejskich do miast. Urbanizacja i rozwijająca się gospodarka prowadzą do wylesiania coraz większych obszarów, bezpośrednio stykających się z siedliskami dzikich zwierząt. Badania epidemiologów jednoznacznie pokazują, że wirusy czy bakterie przenoszą się do populacji ludzkiej właśnie od zwierząt dziko żyjących, takich jak nietoperze czy szczury. Pojawianie się coraz to nowych czynników etiologicznych w populacji ludzkiej jest zatem tylko kwestią czasu.
Czarna śmierć
Najbardziej znaną epidemią w historii pozostaje niewątpliwie epidemia dżumy, terroryzującej Europę przez kilka wieków. Choroba zaatakowała już w VI wieku, w Cesarstwie Bizantyjskim, jednak dopiero w XIV wieku zebrała najkrwawsze żniwo. Naukowcy szacują, że w latach 1346-1352 dżuma zabiła 1/3 ludności Europy. Dotarła także do Polski, ale jej przebieg w Europie Wschodniej był znacznie łagodniejszy. Na pewno wielu czytelników odetchnie z ulgą, że te czasy mamy już za sobą. Okazuje się jednak, że w 2019 roku w Chinach i Mongolii odnotowano kilka przypadków zachorowań na dżumę.
Dżuma, nazywana czarną śmiercią, morem czy zarazą morową, jest chorobą zakaźną wywoływaną przez bakterie Yersinia pestis. Ta beztlenowa pałeczka jest wrażliwa na środki dezynfekcyjne i wysoką temperaturę, jest jednak odporna na niskie temperatury. W środowisku może przeżyć nawet pół roku. Bakterie Y. pestis infekują małe ssaki (takie jak szczury czy wiewiórki), a następnie przedostają się do organizmów pcheł, żerujących na tych zwierzętach. W wyniku pokąsania bakteria zostaje przeniesiona przez pchły do organizmu człowieka, gdzie wraz z krwią i limfą przedostaje się do węzłów chłonnych. Po kilku dniach węzły chłonne (głównie pachwinowe, rzadziej pachowe i szyjne) ulegają bardzo bolesnemu powiększeniu (postać dymieniczna dżumy). Z czasem może dojść do zajmowania kolejnych węzłów chłonnych oraz zmian ropnych, co doprowadza do licznych powikłań, a w konsekwencji do sepsy. Postać septyczna charakteryzuje się bardzo silnym odczynem zapalnym, prowadzącym do powstania zatorów bakteryjnych w naczyniach krwionośnych palców kończyn, skutkując ich czarnym zabarwieniem (tzw. zgorzel).
Dżumą zarazić się można również drogą kropelkową, bezpośrednio od osoby chorej. Postać płucna dżumy charakteryzuje się ciężkim, wysiękowym zapaleniem płuc i włóknieniem opłucnej.
Szacuje się, że śmiertelność nieleczonej postaci dymienicznej może sięgać nawet 80%, podczas gdy postać septyczna i płucna są zawsze śmiertelne, nawet w ciągu 48 godzin.
Dżumę leczy się antybiotykami, między innymi streptomycyną czy gentamycyną. Szybko zastosowana antybiotykoterapia (w ciągu pierwszej doby od wystąpienia objawów) pozwala obniżyć śmiertelność do 5% w przypadku postaci dymienicznej i 20% w przypadku formy płucnej.
Pożegnanie z ospą prawdziwą
Czarna ospa, nazywana również ospą prawdziwą, jest pierwszą chorobą zakaźną, której zupełna eradykacja na świecie zakończyła się sukcesem (w 1980 roku). Było to możliwe dzięki wynalezieniu przez Edwarda Jennera pierwszej szczepionki zawierającej żywe wirusy ospy krowianki, która u ludzi powoduje niewielkie objawy, uodparniając organizm na atak ospy prawdziwej.
Czarną ospę wywołuje jedna z odmian pokswirusa Variola minor (postać klasyczna, łagodna, 75% przypadków) lub V. maior (postać bardzo zaraźliwa i zjadliwa), zawierającego liniowy dwuniciowy DNA (dsDNA). Rezerwuarem wirusa są ludzie. Do zarażenia najczęściej dochodzi drogą kropelkową, jednak kontakt ze zmianami na skórze chorego czy jego pościelą również stanowi poważne zagrożenie. Stosunkowo krótki czas trwania choroby i brak charakterystycznego przebiegu znacznie utrudniają walkę z wirusem. Należy pamiętać, że ospa prawdziwa jest jedną z najgroźniejszych chorób zakaźnych na świecie. Śmiertelność sięga nawet 100%! U osób szczepionych wynosi około 3%.
Ospa prawdziwa siała postrach od najdawniejszych czasów, dotarła do Europy z Azji w VI wieku. W XVI wieku hiszpańscy konkwistadorzy zawlekli chorobę do Ameryki, w wyniku czego zmarło nawet 3,5 miliona Indian.
Ostatnia w Polsce epidemia ospy prawdziwej wybuchła stosunkowo niedawno, latem 1963 roku we Wrocławiu. Pacjentem zero był oficer Służby Bezpieczeństwa, który powrócił z Indii. Stan epidemii trwał 2 miesiące, w trakcie których zachorowało prawie 100 osób (siedem zmarło, głównie pracownicy służby zdrowia). Mimo iż miasto zostało odcięte od reszty kraju kordonem sanitarnym, a osoby podejrzane o kontakt z chorymi trzymano w izolatoriach, ospa wydostała się do pięciu innych województw. Przewidywano, że epidemia potrwa 2 lata, doprowadzając do wielu zachorowań i zgonów. Jednak natychmiastowe zaszczepienie przeciw ospie prawdziwej 98% mieszkańców Wrocławia doprowadziło do szybkiego opanowania sytuacji epidemiologicznej i wygaszenia epidemii.
Problem z polio
Z polio zmagano się już w starożytności, jednak to prace Jakoba Heinego i Karla Medina pozwoliły na dokładne opisanie tej wirusowej choroby zakaźnej. Pojawiająca się sporadycznie, w XIX wieku wywołała pandemię.
Wirus polio do organizmu dostaje się drogą fekalno-oralną, trafiając do nabłonka jelit, w którym się replikuje, by po około dwóch tygodniach zaatakować układ krwionośny i limfatyczny. Jeśli na tym etapie układ odpornościowy nie pokona zakażenia, wirus rozprzestrzenia się po całym organizmie, trafiając również do centralnego układu nerwowego (m.in. do rdzenia kręgowego i przedłużonego). Skutkiem choroby Heinego-Medina są między innymi bezwład i zniekształcenie kończyn oraz paraliż. W rzadkich przypadkach dochodzi do porażenia układu oddechowego i śmierci.
Dzięki zastosowaniu skutecznych szczepionek doustnych (wynalezionych przez profesora Hilarego Koprowskiego) i wdrożeniu stopniowego planu eradykacji choroby, polio zostało wyeliminowane niemalże na całym świecie. Obecnie występuje endemicznie w kilku krajach Afryki i na Bliskim Wschodzie.
Wirus na talerzu
Niektóre choroby wracają jak bumerang, jak np. cholera, która wywołała na świecie aż siedem pandemii, uśmiercając kilkadziesiąt milionów ludzi. W Europie najgroźniejsza była epidemia z lat 1831-1838. Podejrzewa się, że to właśnie na cholerę zmarł Adam Mickiewicz.
Cholera jest zakaźną chorobą układu pokarmowego wywoływaną przez enterotoksynę wydzielaną przez Gram-ujemne bakterie, przecinkowce cholery (Vibrio cholerae). Bakterie zostały opisane w XIX wieku przez Roberta Kocha. Charakteryzuje je wysoka wrażliwość na wysoką temperaturę, wysychanie i kwaśne pH. Do zakażenia dochodzi przez spożycie skażonej ludzkimi odchodami (chorych lub nosicieli) wody, dlatego zapobieganie polega głównie na oczyszczaniu wody pitnej, myciu rąk i owoców.
W większości infekcji choroba ma łagodny przebieg. W ostrej postaci objawia się intensywnymi wymiotami i wodnistą biegunką, bez bólu brzucha i parcia na stolec. Bardzo szybko dochodzi do odwodnienia organizmu, zaburzeń elektrolitowych, a w konsekwencji do zgonu. Przy braku leczenia śmiertelność sięga 50%. W niektórych częściach świata cholera nadal stanowi poważny problem.
Koronawirusy w natarciu
W ciągu ostatnich 20 lat koronawirusy wywołały aż trzy pandemie. Ich nosicielami są głównie ssaki i ptaki. U ludzi powodują infekcje układu oddechowego, rzadko skutkujące śmiercią. Sugeruje się, że wirusy te mogą być odpowiedzialne za 10-20% wszystkich przeziębień. Koronawirusy są trudne w hodowli in vitro, dlatego wciąż nie ma szczepionek, które mogłyby zapobiegać lub leczyć wywoływane przez nie choroby. Ich nazwa wywodzi się od specyficznej budowy kapsydu, opatrzonego pierścieniem kulistych wypustek. Pod osłonką znajduje się pojedyncza helikalna i spolaryzowana dodatnio nić RNA (ssRNA+).
W 2002 roku w Chinach pojawiły się pierwsze zachorowania na ciężki ostry zespół oddechowy (SARS), po czym choroba stopniowo rozprzestrzeniła się na inne rejony Azji, a potem świata. Podejrzewa się, że wirus przeniósł się do populacji ludzkiej od zwierząt trzymanych w klatkach na targu, by następnie przenosić się z człowieka na człowieka drogą kropelkową. Początkowe objawy przypominały grypę, szybko jednak zaostrzały się, prowadząc do ostrej niewydolności oddechowej. Śmiertelność SARS oszacowano na 7%.
W 2012 roku koronawirusy uderzyły ponownie, tym razem pod postacią bliskowschodniego zespołu oddechowego (MERS). Rezerwuarem tego wirusa miały być wielbłądy i nietoperze. Śmiertelność MERS sięgała nawet 35%, w zależności od szybkości w rozpoznaniu choroby oraz wieku pacjenta (najwyższą śmiertelność zaobserwowano u chorych powyżej 70. roku życia).
Obecnie świat zmaga się z kolejnym przedstawicielem koronawirusów, COVID-19, który w ekspresowym tempie rozprzestrzenił się z Chin do Europy i resztę świata. Prawdopodobnym rezerwuarem wirusa jest łuskowiec: zwierzę sprzedawane na azjatyckich targach jako kulinarny przysmak oraz dla pozyskania łusek stosowanych w medycynie tradycyjnej. Szacuje się, że śmiertelność wywołana przez tego wirusa to 3-4%. Najbardziej narażone na zgon są osoby starsze, z obniżoną odpornością oraz zmagające się z innymi chorobami, w szczególności przewlekłymi (m.in. cukrzyca).
Koronawirusy są twardymi zawodnikami – potrafią przeżyć poza organizmem nosiciela ponad tydzień, są jednak wrażliwe na temperaturę powyżej 40°C oraz działanie środków dezynfekujących. Wirus przenosi się drogą kropelkową, dlatego ważne jest, aby pamiętać o częstym myciu rąk: wodą z mydłem (15-30 sekund, nie zapominając o przestrzeniach między palcami) lub przy użyciu płynów na bazie alkoholu (minimum 60%). Zasłaniając usta i nos podczas kichania i kaszlania (najlepiej czystą chusteczką higieniczną) ograniczamy rozprzestrzenianie i osadzanie się wirusa na szklanych czy plastikowych powierzchniach oraz na naszych dłoniach, którymi dotykamy przecież wszystkiego w naszym otoczeniu. Na koronawirusy, podobnie jak na grypę, nie ma na razie bardziej skutecznego lekarstwa niż profilaktyka.
Nie bagatelizujmy grypy
Grypa jest kolejną ostrą chorobą zakaźną, wywoływaną przez wirusy, które atakują komórki nabłonka dróg oddechowych i niszczą je. Prowadzi to do infekcji, która trwa około tygodnia. Ciężki przebieg grypy skutkuje poważnymi powikłaniami, takimi jak zapalenie płuc, oskrzeli, ucha środkowego, a nawet mięśnia sercowego i osierdzia. Sezon grypowy trwa zazwyczaj od stycznia do marca, co w Polsce oznacza od kilkuset tysięcy do nawet kilku milionów chorych (śmiertelność grypy sezonowej wynosi około 0.1%).
Na rynku dostępna jest szczepionka, która ma za zadanie uodpornić na grypę lub złagodzić przebieg choroby. W wyniku mutacji, co roku pojawiają się nowe warianty wirusa, dlatego jeśli podejmiemy decyzję o szczepieniu, należy wykonywać je sezonowo, powtarzając co roku.
Wielu z nas bagatelizuje grypę, mimo iż choroba ta wywołała na świecie niejedną pandemię. Szczepy wirusa typu A (atakującego ludzi i zwierzęta) opisuje się podając podtypy dwóch glikoprotein, czyli białek powierzchniowych z przyłączonym łańcuchem cukrowym – hemaglutyniny (H) oraz neuraminidazy (N). Struktury te rozpoznają specyficzne glikoproteiny lub glikolipidy zakończone kwasem sialowym, znajdujące się na powierzchni atakowanych komórek nosiciela. Hemaglutynina wirusa dokuje do wybranej komórki, po czym neuraminidaza odcina cząsteczkę kwasu sialowego, umożliwiając wirusowi bezproblemowe infekowanie kolejnych komórek nosiciela. Do tej pory opisano 16 typów hemaglutyniny i 9 typów neuraminidazy. I tak oto „ptasią grypę” wywołał szczep H5N1, a za „świńską grypę” odpowiedzialny był szczep H1N1.
W 1957 roku w Chinach wybuchła epidemia grypy azjatyckiej (typ H2N2), która bardzo szybko rozprzestrzeniła się do innych krajów, zabijając ponad milion ludzi. Kolejne mutacje doprowadziły do przekształcenia w szczep H3N2, który w 1968 roku wywołał równie tragiczną w skutkach grypę Hong-Kong.
W 2009 roku w wyniku reasortacji genowej, czyli wymiany fragmentów jednoniciowego RNA kilku odmian wirusa H1N1, wybuchła następna pandemia, wywołana zmutowaną wersją świńskiej grypy. Na świecie zmarło wtedy prawie 600 tysięcy osób (w tym 182 osoby w Polsce).
Najstraszliwszą pandemią ostatnich dwóch stuleci była jednak pandemia grypy hiszpanki (1918-1920, podtyp H1N1), pierwszej pandemii od czasów dżumy, która pochłonęła tak wiele istnień. Hiszpanka doprowadziła do śmierci od 50 do nawet 100 milionów osób na całym świecie, zachorowało na nią blisko 500 milionów ludzi (1/3 ówczesnej populacji)! Wirus został przeniesiony do Europy przez żołnierzy amerykańskich przybywających na front I wojny światowej. Najbardziej uderzający jest fakt, że w wyniku zarażenia umierali ludzie silni i młodzi (20-40 lat), a nie schorowani i słabi. Pandemia hiszpanki rozwinęła się prawie na całym świecie, docierając aż do Australii. Z tym, że wprowadzenie szczelnej blokady morskiej opóźniło transfer wirusa na ten odległy kontynent i hiszpanka nie była tam tak zabójcza jak w Europie.
Należy podkreślić, że mylna nazwa choroby, sugerująca, że pandemia rozwinęła się w Hiszpanii, była wynikiem cenzury i działań propagandowych. Kraje biorące udział w walkach I wojny światowej ukrywały informacje o skali zachorowań i śmiertelności, aby nie osłabiać morale żołnierzy i ludności cywilnej. Liczba zgonów z powodu grypy znacznie przewyższała liczbę strat poniesionych w walkach. Hiszpania, jako kraj neutralny i nie biorący udziału w wojnie, skrupulatnie publikowała dane epidemiologiczne, które w porównaniu z resztą Europy zdawały się nadzwyczaj wysokie.
W związku z utajeniem powyższych informacji niełatwo jest oszacować śmiertelność z powodu hiszpanki. Sugeruje się, że mogła sięgać 5-10%. Spowodowana była krwotocznym zapaleniem płuc lub dalszymi powikłaniami (na przykład zakażeniami bakteryjnymi układu oddechowego). Zaobserwowano trzy fale epidemii, z których tylko druga miała bardzo ostry przebieg i wysoką śmiertelność.
Badania naukowe dowiodły jednak, że to nie sam wirus hiszpanki był bezpośrednią przyczyną tak licznych zgonów młodych ludzi. Zakażenie dróg oddechowych uwalniało lawinę immunologiczną, zwaną hipercytokinemią, czyli nadmiernego pobudzenia układu odpornościowego, który prowadził do autodestrukcji organizmu.
Czego nie robić w trakcie epidemii?
Głównym czynnikiem występowania epidemii i pandemii jest niewątpliwie mobilność i zagęszczenie ludności. W średniowieczu pakowano na wozy cały dobytek i uciekano przed zarazą, pozostając nieświadomym obecności pasażera na gapę, czynnika etiologicznego. Dopóki warunki sprzyjały, wirus lub bakteria zajmowały coraz większe terytoria.
Bardzo długo nie wiedziano co powoduje tak straszliwe wydarzenia i jak można im zapobiegać. Przerażeni ludzie tłumaczyli je sobie karą boską, zatrutym powietrzem lub wodą. Nietrudno było znaleźć kozła ofiarnego, obwiniając o epidemie czarownice, obcych, Żydów. Z czasem jednak nauka ujawniła prawdziwych winowajców, obalając wszystkie teorie spiskowe.
Mimo dowodów, musiało minąć bardzo dużo czasu, aby ludzie uwierzyli w istnienie niewidzialnych gołym okiem wirusów i bakterii. Nawet dziś, mimo całej naszej wiedzy, zdajemy się ignorować drogi rozprzestrzeniania się chorób. Zapominamy, że pomimo braku objawów możemy stanowić rezerwuar śmierci. Wsiadamy w samolot i w ciągu kilku godzin dajemy wirusowi lub bakterii nowe, bezbronne terytorium.
W średniowieczu ucieczki z miast i izolacja na odludziu stanowiły skuteczną metodę zapobiegania nawracającym epidemiom. Wtedy jednak zaludnienie i urbanizacja były dużo mniejsze, a podróże stanowiły nie lada wyzwanie.
Niezależnie od czasów, epidemie i pandemie niosą ze sobą śmierć, paraliżują działania instytucji państwowych i jednostek. I zarówno dziś, jak i w średniowieczu jednostki zawsze wierzyły, że ich choroba nie dosięgnie. W przypadku wiary w karę boską można przymknąć na tę niewiedzę oko, ale nie w XXI wieku. W walce z epidemią nie powinno być wyjątków, każdy z nas musi przyłożyć się tak samo.
Joanna Stojak
IBS PAN w Białowieży